抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动

温源涛; 郭港归; 刘亚坤; 张帝; 卢洋亮

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251915

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抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动

水能利用及水电站工程 | 更新时间：2026-10-20

- 抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动
- 抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动
- 水电能源科学 2026年44卷第10期页码：185-190
- 作者机构：
  
  1. 大连理工大学建设工程学院
  2. 长沙理工大学水利与海洋工程学院
  3. 云南省水利厅
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(52179060);国家自然科学基金青年科学基金项目(51909024)
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251915
  中图分类号： TV743;TV732+.2
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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温源涛, 郭港归, 刘亚坤, 等. 抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动[J]. 水电能源科学, 2026,44(10):185-190.

温源涛, 郭港归, 刘亚坤, et al. 抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动[J]. 2026, 44(10): 185-190.
温源涛, 郭港归, 刘亚坤, 等. 抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动[J]. 水电能源科学, 2026,44(10):185-190. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251915.

温源涛, 郭港归, 刘亚坤, et al. 抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动[J]. 2026, 44(10): 185-190. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20251915.

摘要

在强湍流条件下，拦污栅易受水流激振作用而发生破坏，且平面转弯段导致偏流条件下进/出水口大流量侧的拦污栅破坏风险显著增大。采用大涡模拟方法，分析了栅后卡门涡街的脱落频率及栅条附近的脉动压强分布，并基于模态分析获取整栅固有频率，结合瞬态动力计算探讨单栅条的振型、频率、应力等变化规律。结果表明，在偏流条件下，平面转弯段外侧流道的流量与流速明显增大，其脉动压强系数相较于均匀流工况提高了47%;外侧两流道的主频峰值分别为15.47、35.87 Hz

较均匀流提高14.7%;同时，随着距栅条尾缘距离的增加，涡街脱落频率受紊流抑制效应逐渐减弱；整栅的前两阶固有频率分别为15.00、31.63 Hz

与涡脱落频率较为接近，存在共振风险，此外，第五阶振型对应的固有频率为67.21 Hz

与相应涡脱落主频之比为1.87

低于规范的2.50。因此，受偏流影响，外侧流道拦污栅同时承受剧烈脉动压强与卡门涡街的双重影响，可能导致主梁和次梁发生振动和静疲劳破坏。而增加栅条厚度可有效降低最大应力与位移，从而减少破坏的可能性。

Abstract

关键词

Keywords

references

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